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1、新能源汽车发展历史一、新能源汽车定义新能源汽车的定义因国家不同其提法也不相同，在日本通常被称为“低公害汽车”，2001年以日本国土交通省、 环境省和经济产业省制定了“低公害车开发普及行动计划”。该计划所指的低公害车包括5 类，即：以天然气为燃料的汽车、混合动力汽车、电动汽车、以甲醇为燃料的汽车、排污和燃效限制标准最严格的清洁汽油汽车。在美国通常将新能源汽车称作“代用燃料汽车”。在我国按照发改委公告定义，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括
2、五大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。其中，非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气(NG)、液化石油气(LPG)、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚之外的燃料。在我国各政府文件中对新能源汽车种类的划分也是有区别的，主要有以下几种划分：新能源汽车生产企业及产品准入管理规则第三条 新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办
3、法第二条 本办法所称节能与新能源汽车主要指混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法第二条 本办法所称新能源汽车主要指插电式（plug-in）混合动力乘用车和纯电动乘用车。二、新能源汽车的发展阶段从新能源汽车的定义上看，电动汽车是新能源汽车的一种。新能源汽车的种类从最初的纯电动汽车发展到今天多种类型的新能源汽车经历了漫长的过程，在世界汽车发展史上，电动汽车的发明比内燃机汽车还要早。因此，新能源汽车也是最古老的汽车之一。新能源汽车的发展经历以下几个主要的阶段：（一）19世纪30年代到50年代电动汽车的崛起电动汽车的历史并不比内燃机汽车短，甚至比奥托循环
4、发动机(柴油机)和奔驰发动机(汽油机)还要早。苏格兰商人罗伯特-安德森在1832年到1839年之间(准确时间不明)研发出电动车。早在1835年，由荷兰的Sibrandus Stratingh教授设计了第一款小型电动车，他的助手克里斯托弗-贝克则负责制造。但更具实用价值，更成功的电动车是由美国人托马斯-达文波特和苏格兰人罗伯特-戴维森在1842年研制的，他们首次使用的是不可充电电池。（二）19世纪60年代到20世纪20年代电动汽车的发展随着英法两国的科学家在电池性能、容量等技术方面的突破，到1881年法国发明家Gustave Trouve在巴黎举行的国际电力博览会上演示了三轮电动车。在1884年
5、，托马斯-帕克将电动车实现量产。在1897年，美国费城电车公司研制的纽约电动出租车实现了电动车的商用化。20世纪初，安东尼电气、贝克、底特律电气 (安德森电动车公司)、爱迪生、Studebaker和其它公司相继推出电动汽车，电动车的销量全面超越汽油动力汽车。电动车也逐渐成为上流社会喜好的城市用车，在早期的汽车消费市场上电动车比内燃机驱动的车辆有着更多优势：无气味、无震荡、无噪音、不用换挡和价格低廉等。因此，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置。据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有38为电动汽车，40为蒸汽车，22为内燃机汽车。（三）20世纪20年代到20世纪末电动车停滞期随着美
6、国德洲石油的开发和内燃机技术提高，电动车在1920年之后渐渐地失去了优势。汽车市场逐步给内燃机驱动的汽车所取代。只有在少数城市保留着很少的有轨电车和无轨电车以及很有限的电瓶车（使用铅酸电池组，被使用在高尔夫球场、铲车等领域）。电动车的发展从此停滞了大半个世纪。随着全球石油资源开发和利用，以及内燃机驱动汽车的技术不断成熟，人们几乎忘记还有电动车的存在。然而运用在电动车上的技术：电驱动、电池材料、动力电池组、电池管理等等也处于停滞状态。（四）20世纪末到今天电动车的复苏及创新期随着全球石油资源的日益减少、大气环境的严重污染，让人们重新认识到电动汽车的重要性。 1990年之前提倡使用电动车主要还是以
7、民间为主。比如1969年建立的民间学术团体组织：世界电动车协会(World Electric Vehicle Association) 。20世纪90年代，各个主要的汽车生产商开始关注电动车的未来发展并且开始投入资金和技术在电动车领域。新能源汽车的概念也应运而生，类型也得到了丰富。在1990年1月的洛杉矶汽车展上，通用汽车的总裁向全球推介Impact纯电动轿车。 1992年福特汽车使用钙硫电池的Ecostar , 1996年丰田汽车使用镍氢电池的RAV4LEV， 1996年法国雷诺汽车的Clio, 1997年丰田的Prius混合动力轿车下线, 1997年日产汽车世界上第一辆使用锂离子电池的电动
8、车Prairie Joy EV, 1999年本田汽车发布、销售混合动力 Insight。 与以往的电动车生产厂家所不同，新成立的Tesla汽车公司 完全生产纯电动车。2006年推出的Roadster跑车0-60英里只要3.9秒，每次充电可行驶400KM。 在2008年北京奥运会期间，中国京华客车厂生产的纯电动公交车进行了一定规模地实际运行。最重要的是，它采用了充换电站模式。这一模式展示了未来充换电站逐步取代加油站的趋势。三、新能源汽车主要类型、发展情况及其优缺点新能源汽车包括混合动力电动汽车、纯电动汽车（包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车及其他新能源汽车等。（一）混合动力汽车混合
9、动力汽车主要采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗量的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。 混合动力汽车的优点包括：第一，油耗相对较低、污染少；第二，可以使汽车制动时、下坡时、怠速时能量回收；第三，可以根据情况关停内燃机，仅由电池驱动，实现“零”排放。不过，其最明显的缺点是长距离高速行驶基本不能省油。混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速
10、箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。串联式动力：串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联方式组成动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处于启动、加速、爬坡等工作情况时，发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工作情况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。串联式结构适用于城市内频繁
11、起步和低速运行，可以将发动机调整在最佳工作情况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。并联式动力：并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传
12、动机构驱动车轮， 这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。混联式动力：混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主的形式中，发动机作为主动力源，电机为辅助动力源；以电机为主的形式中，发动机作为辅助动力源，电机为主动力源。该结构的优点是控制方便，缺点是结构比较复杂。（二）纯电动汽车纯电动汽车就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术，目前电动车最大
13、的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程。纯电动汽车主要优点：1、技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电；2、纯电动汽车本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，而且电厂的排放较为集中，清除各种有害排放物较容易，相关技术成熟。另外，电力来源广泛，可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益；3、有研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高
14、。因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。纯电动汽车主要缺点：1、目前蓄电池单位体积重量储存的能量太少，使用周期短，从几个月到几年不等；2、电动车的电池成本较高，又没形成经济规模，故购买价格较贵，使用成本不确定，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价。（三）燃料电池汽车燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能的。燃料电池汽车具有以下优点： 1、零排放或近似零排放； 2、减少了机油泄露带来的水污染； 3、降低了温室气体的排放；4、提高了燃油经济性； 5、提高了发动机燃烧效率； 6、运行平稳
15、、无噪声。同样也存在着不足，如造价偏高，反应/启动速度慢，氢气存储运输不便等。近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂，如戴姆勒克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布，计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。目前，燃料电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力运输的大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部件汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力，并已取得了显著的进步。（四） 氢动力汽车氢动力汽车是一种以氢气为主要燃料的汽车，是一种真正实现零排放的交通工
16、具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。氢具有很高的能量密度，释放的能量足以使汽车发动机运转，而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水，没有污染。因此，许多科学家预言，以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术，它对汽车工业的革命性意义，相当于微处理器对计算机业那样重要。主要优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。 主要缺点：1、氢燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸；2、氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳排放。（五）燃气汽车
